Yb Pt Si - Type Yb Pt Si - Type

202 KAPITEL 4. MAKROSKOPISCHE EIGENSCHAFTENEinfluss auf die Kurve, ebenso die Temperatur. Tendenziell wird mit steigendem T derElastizitätsmodul etwas kleiner. Die Mikrostruktur des Materiales hat ebenso keinengroßen Einfluss, wohl aber die Oberflächenqualität des Prüfkörpers. Kratzer oder andereOberflächendefekte können zum Auftreten lokaler Spannungsspitzen und damitzum vorzeitigen Bruch des Materials führen. Die Bruchdehnung, das ist jene Dehnungɛ, bei der das Material bricht (oder reißt) ist sehr klein, meistens weit unter 1%. DieBruchspannung kann hingegen, aufgrund des hohen E-Moduls spröder Materialien,sehr hoch sein. Typische Vertreter dieser Materialklasse sind: Gläser, einige ”harte“Kunststoffe oder Polymere, viele Ionenkristalle, praktisch alle Keramiken, einige kovalentgebundene Kristalle bei niedrigen Temperaturen (z.B. Diamant und Si) und vieleintermetallische Phasen (z.B. Ti 3 Al).Ein weiterer wesentlicher Begriff ist jener der Zähigkeit“ (englisch: Toughness“). Dieserist im Wesentlichen das Gegenteil von Sprödigkeit. Um ein quantitatives Maß für” ”diese Eigenschaft zu erhalten, definiert man als Zähigkeit G C die insgesamt erforderlicheArbeit, welche man in ein Material pro Volumeneinheit einbringen muss, bis eszum Bruch kommt:G C = 1 V ·l Bruch ∫l 0F · dl (4.62)mit dem Volumen V , der Kraft F , der Länge l 0 des Prüfkörpers vor dem Beginndes Zugversuches und der Länge l Bruch beim Bruch. Mit der Querschnittsfläche A desPrüfkörpers und der Beziehung V A = A · l wird Gleichung 4.62 zuG C =l Bruch ∫l 0F · dlA · l=∫ɛ Bruch0σ · dɛ (4.63)da σ = F dlund = dɛ. Die Integrationsgrenzen sind jetzt 0 und ɛA lBruch . Damit ist dasIntegral in 4.63 die Fläche unter der Spannungs-Dehnungskurve. Es ist mit σ = E · ɛsofort auswertbar und man erhältG C = E · ɛ2 Bruch2= σ2 Bruch2 · E(4.64)Da ɛ Bruch klein ist, haben spröde Materialien eine kleine Zähigkeit. Die Brucharbeitist die Arbeit, welche gegen die Bindungskräfte verrichtet werden muss. Diese führenauch direkt zum Elastizitätsmodul E, wie bereits gezeigt wurde.• Duktile Materialien: Die Spannungs-Dehnungskurve eines duktilen Materials (z.B. einesder ”weichen“ Metalle Au, Ag, Cu oder Pb) ist in Abbildung 4.24 dargestellt.Im Gegensatz zu den spröden Materialien wird hier die Spannungs-Dehnungskurve inhohem Maße von dɛ und von T beeinflusst. Im Wesentlichen enthält sie jedoch immerdie in Abbildung 4.24 gezeigten Charakteristika: Für relativ kleinedtSpannungen